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Acta Farrn. Bonaeretlse 17 ( 1 ) : 41-52 (1998) Recibido el 21 de niayo de 1997 Aceptado el 14 de noviembre de 1997

Trabajos originales

Estudio de la Relación Estructura-Actividad Citoprotectora Gástrica de Lactonas Sesquiterpénicas

y Compuestos Estructuralmente Relacionados

Ricardo D. ENRIZ *, Ana M. RODRIGUEZ y Esteban A. JAUREGUI

Depariamento de Química. Facullad de Química, Bioquímica y Farmacia. Universidad Nacional de San Luis. Chacabuco y Pedernera. 5700 San Luis. Argentina

RESUMEN. En el presente trabajo se reporta un estudio de la relación estructura- actividad citoprotectora gástrica de numerosas lactonas sesquiterpénicas y otros compuestos estructuralmente relacionados. Nuestros resultados muestran claramente la importancia que tienen los estudios de correlación estructura-actividad, ya que los mismos nos han permitido explicar la actividad citoprotectora de lactonas sesquiterpénicas, determinando cuales son los mínimos requerimientos estructurales para producir la respuesta biológica. Además estos estudios han permitido encontrar nuevos agentes citoprotectores en otras familias de compuestos. Por otro lado, un estudio del posible mecanismo de acción a nivel molecular para estos compuestos, nos ha permitido establecer las bases para una correlación estructura-reactividad con respecto a las adiciones nucleofilicas que tendrían lugar en la serie. Este criterio discriminante de reactividad, que está directamente ligado a las propiedades de las moléculas, serviría como punto de partida para predecir la habilidad que tendrían compuestos de estas series que aún no han sido probados y que podrían tener estructuras adecuadas para desarrollar efectos citoprotectores. SUMMARY. "Structure-Gastric Cytoprotective Activity Relationship of Sesquiterpene Lactones and Structurally Related Compounds". In the present paper a structure-activity relationship in the gastric cytoprotective effect of severai sesquiterpene lactones and struc- turaily related compounds is reported. On the basis of our results it was possible to deter- mine the minimal structural requirements to produce the biological response; in addition, new compounds showing cytoprotective effect in other series were found. On the other hand we evaluate a possible molecular mechanism for these compounds.The discriminating properties discussed can thus become the basis for structure-reactivity correlations in these compounds with respect to a iiucleophilic addition. Such discriminant reactivity criteria that is anchored in the properties of the molecules should provide useful tools for predict- ing the ability of untested compounds iii this series to exhibit similar cytoprotective effect.

PALABRAS CLAVE: Citoprotección gástrica; Funcióii carbonilo a$-insaturada; Meca- nismo de acción; Relación estructura-actividad. KEY WOHDS: Gastnc cytoprotective effect; Mechanism of action; SAR (structure-activity relationship); a$-urisaturated carbonyl furiction.

* Autor a quien dirigir la correspondencia

ISSN 0326-2383

Son bien conocidas las propiedades antitumorales, antimicrobianas, citotóxi- cas, antifúngicas, alergénicas y derniatíticas de las lactonas sesquiterpénicas, las cuales han sido reportadas desde hace bastante tiempo 1-5. La actividad citoprotectora gástrica de estos compuestos en cambio, es más reciente ya que fue reportada por primera vez en el año 1990, en base a estudios desarrollados en nuestro grupo de trabajo 6 . Diversos estudios posteriores nos han permitido encontrar nuevos agentes citoprotectores, determinar los mínimos requerimientos estructurales para producir efecto citoprotector, como así también poder inferir el mecanismo de acción a nivel molecular de esta serie de compuestos 7-13, En el presente trabajo se presenta un resumen de los principales resultados obtenidos anteriormente, como así también algunos resultados recientemente obtenidos que aún no han sido reportados.

RELACIÓN ESTRULI.URA-ACTIVIDAD CITOPROTECTORA GASTRICA DE LACTONAS SESQUITERPÉNICAS

La Figura 1 muestra la estructura de dehidroleucodina (I), compuesto que ha sido tomado como "cabeza de serie" en la familia de lactonas sesquiterpénicas es- tudiadas (Tabla 1).

Uno de los primeros objetivos de nuestro estudio fue determinar qué partes de las moléculas mostradas en la Tabla 1 eran las responsables del efecto citoprotector y cuáles podían ser consideradas partes superfluas o prescindibles. Para este estudio fueron muy útiles los resultados obtenidos a través de los análisis electró- nicos realizados utilizando potenciales electrostáticos moleculares (PEMs) 1 4 J 5 . Es- tos estudios señalan a dos grupos como los sitios potencialmente reactivos de estos compuestos: el grupo a-metilen-y-lactona y el sistema ciclopentenona a$-insaturado. La característica más saliente de estos mapas son los dos mínimos altarnen- te localizados en los dos sitios mencionados anteriormente. En la Figura 2 se muestran los PEMs obtenidos para dehidroleucodina (1) y helenalina (11) que pueden ser tomados como resultados representativos para el resto de los compuestos de la serie.

Una característica en común de los sistemas a-metilen-y-lactona y ciclopentenona a,Binsaturado es que, en principio, ambos grupos funcionales podrían actuar como aceptores de grupos sulfhidrilo (SH) de la mucosa gástrica.

Comparando las estructuras del compuesto 1 y 11,13-dihidro-dehidroleucodina (111) es interesante notar que, a pesar de la similitud estructural entre ellos, 1 es una de las moléculas más activa de la serie, mientras que el corripuesto 111 es inactivo. Este hecho puede ser interpretado de dos formas: a) es necesaria la presencia de los dos grupos funcionales para producir citoprotección, lo que implicaría una actividad complementaria o sinérgica de ambos grupos y b) sólo un grupo es necesario para producir la respuesta biológica, aunque si esta fuera la respuesta co- rrecta, dicho sitio debería tener determinadas características estructurales que nos permita explicar la diferente actividad encontrada para 1 y 111. Un exhaustivo estudio conforniacional realizado sobre más de 30 lactonas sesquiterpénicas 7.8 nos permitió obtener la respuesta a este interrogante. Analizando las distancias intera- tó~ilicas entre los grupos potencial~riente reactivos se observó que no era posible encontrar una distancia característica en común para los diferentes compuestos, por lo que la primera hipótesis fue descartada.

acta farniacéutica boriaeretise - vol. 17 no 1 - año 1998

Enriz, R.D., A.M. Roúríguez & E.A. Jáuregui

sitio C Paralelamente a este estudio trata-

mos de encontrar una descripción de los requerimientos estructurales que debía tener el sistema carbonilo a,P-insaturado para poder ser considerado "activo", lo que nos permitiría explicar la diferente

sitio B actividad encontrada para 1 y 111.

sitio A Considerando como un mecanismo altamente factible una reacción de adi-

Figura 1. Esquema general de dehidroleucodi- ción nucleofílica entre los grupos SH de na (1) mostrando los potenciales centros reacti- VOS propuestos para la molécula. la mucosa con el doble enlace Cp=C, de

& .

los grupos potencialmente reactivos, rea-

Figura 2. Mapa de potencial electrostático molecular (PEM) obtenido para: a) compuesto 1. b) compuesto 11. Los respectivos PEMs fueron con- feccionados utilizando funciones de onda AMI. Las curvas de energía están separadas cada 1 kcaUmo1 partiendo de un valor mínimo de -50 kcaUmo1.

lizamos una simulación de la supuesta in- teracción molecular entre estos grupos. En esta simulación se seleccionó al residuo cisteína bloqueado para que jugara el rol de la parte "activa" del glutatihn, el cual es el compuesto sulfhidrilo no-pro- teico mayoritario de la mucosa gástrica16,"

Las interacciones moleculares fueron sirnuladas utilizando cálculos de mecáni- ca molecular, empleando un método desarrollado por nuestro grupo de trabajo 7.18,

el cual ha sido utilizado previamente en otros sistemas biológicos con muy bue- nos resultados 19- 23. Una explicación detallada del método de interacciones moleculares (IM) utilizado puede ser obtenida en las referencias citadas 7.18

Todas las moléculas utilizadas en la simulación, incluyendo cisteína, fueron ~nantenidas fijas en las conforniaciones obtenidas previamente a partir de cálcu- los semi-empíricos AMI . El ataque sobre el residuo cisteína fue simulado para todas las conformaciones obtenidas previamente y desde diferentes orientaciones espaciales, encontrándose que las interacciones moleculares energéticamente pre- feridas eran aquellas en las que el grupo SH de cisteína se ubica prácticamente perpendicular al plano del doble enlace carbono-carbono (Figura 3). Estos resultados están de acuerdo con reportes pre- vios de adiciones nucleofílicas de tioles 24

y también con resultados teóricos recien-

acrafarniacéurica boriaererise - vol. 17 no 1 - año 1998

teniente obtenidos por nosotros utilizando cálciilos ab iltitiv 6-31G* ".

Las interacciones moleculares fueron evaluadas incluyendo distancias entre el S de cisteína y el CB del doble enlace desde 5 A a 2 A, con el objeto de incluir en esta evaluación el posible estado de transición que debería produ- cirse en algún lugar entre 1,8 A (distancia del enlace covalente C-S) y 3,6 A (la suma de los radios de van der Waals de c y S).

La Figura 4 muestra los perfiles de energía obtenidos para los cálculos de IiLl en tres sitios diferentes de la rriolé- cula 1 (A, B y C , Figura 1). a

El estudio de IM en el Cl3 (sitio A) Figura 3. Vista espacial de las interacciories in- muestra que el ~llínimo de energía se termoiecuiares entre dehidroleucodina (1) y el

residuo cisteína bloqueado. a;) interaccióii en el ubica a de *, doble ClI-C13, b') u,teraccciún en do.

niéndose iina diferencia de energía CAE) ble enlace C in -C i , c ) i,iteracción en el doble

el C, (sitio B) y c,, (sitio c). En estos .lo:, 2 5 z 7 3 0 3 5 le 4 0 4 S S o Distancia (A)

casos el iiiínimo de energia se obtuvo Pigun PedJes de ,as UiLerac-

Para Una distancia C-S ~róxi~i ia a 3,s A, ciones ínterrnolecuiares entre dehidroleucodina

- " - nienor de 2 kcal/~nol para distancias eniace cs-C4.

que van desde 3 A a 2,7 ,4. Este aumen- to de energía podría ser fácilmente su- ,,,

la cual es ~iiavor a la suma de los radios (1) y el residuo cisteúia bloqueado. a) cisteha-

perado por la energía liberada en el - proceso de forriiación del enlace, ya 30

1

que el ~nisnio es fuertemente exotérnii- O z o -

co con una liberación de energía próxi- .m o>

ma a las 20 kcal/niol, como lo señalan W ,, los datos experimentales y cálculos a b

a initio 12. Resultados diferentes a estos se 8 o

obtuvieron cuando se simiilaron IM en

de van der de c y S, AdeiIlás en do& eniace Cll-CiJ, b) ciiteína-doble eniace C3-Cq, c) cisteína-doble e~ilace CIO-C1

estos casos se observa un fuerte auiiien-

-

. a

-

to de energía cuando se acercan los átomos de S y C desde 3,8 a 2,7 A (superior a las 20 kcal/~iiol). Este aumento de energía impediría el acercamiento entre los áto- mos para alcanzar la distancia adecuada para la formación del estado de transi- ción. Dicho acercaniiento no sería factible debido al impedi~nento estérico produ- cido por los sustituyentes iiietilo en C, y C,, Esto puede ser apreciado en la Figu- ra 3, qiie muestra una vista espacial de la IM entre el residuo cisteína bloqueado y los sitios A, E3 y C de la ~iiolécula 1

Sobre la base de estos resultados consideramos coiiio grupos "activos" aquellos que se comportan como el sitio A, e "inactivos" aquellos que se co~iiportaii en "ornia siiiiilar a los sitios B y C A partir de esta clasificación es posible explicar el

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comportamiento de toda la familia de compuestos mostrados en la Tabla 1. Así, la falta de actividad del coiripuesto 111 se debe a que la hidrogenación del doble eil- lace Cl,=Cl,, en el anillo a-metilen-y-lactona, convierte al único grupo "activo" dc 1 en "inactivo".

Resulta interesante analizar el cornportamiento de helenalina (11) y sus derivados 11,13-dihidro-helenalina (IV), 2,3-dihidro-helenalina (V) y 2,3,11,13-tetrahi- dro-helenalina (VI). Helenalina (11) es activa y posee dos grupos activos, los anillos a-metilen-y-lactona y ciclopentenona a$-insaturado. El compuesto IV, en el cual se ha hidrogenado el doble enlace Cl,=CIJ, se puede considerar que mantie- ne su efecto citoprotector debido a la presencia del anillo ciclopentenona. En el caso del compuesto V que también es activo, su actividad en cambio puede ser atribuida a la presencia del anillo a-metilen-y-lactona, Tal como esperábamos el compuesto VI fue inactivo, ya que los grupos potencialmente reactivos de ambos anillos, a-iiietilen-y-lactona y ciclopentenona, fueron respectivamente hidrogena- dos.

La excelente concordancia entre los resultados de simulaciones de IM obtenidas a través de cálculos teóricos y los resultados experimentales nos indican que la presencia de un grupo carbonilo a,a-insaturado, estéricamente no impedido, es un requerimiento estructural necesario para producir el efecto citoprotector y sugieren por otro lado que la presencia de más de un grupo "activo" no aumenta la actividad biológica. Esto último puede ser apreciado comparando los efectos citoprotectores similares encontrados para los compuestos 1, IV, V y VI11 (con un solo sitio activo) con aquellos de 11, VII, IX y X, que presentan dos sitios.

11,13-dihidro-hitnenina (XII), a diferencia de hirnenina (XI), es inactiva. La falta de efecto citoprotector en el compuesto XII no puede explicarse en términos de impedimentos estéricos en el grupo ciclopentenona, sino que este cornporta- rniento puede ser atribuido a una reacción de competición por el grupo aceptor entre el grupo SH del residuo cisteína y el grupo OH de C,. Un soporte adicional a esta hipótesis fue obtenido posteriormente cuando evaluamos la actividad citoprotectora de los compuestos XIII-XIV y XV-XVI respectivamente (Tabla 2). Estos compuestos, que son componentes minoritarios de Artemisia douglusiana 10, presentan una situación completamente análoga a la de hirnenina (XI) y su derivado XII.

OTROS COMPUESTOS ESTRUCTURALMENTE RELACIONADOS QUE PRESENTAN EFECTO CITOPROTECTOR

Una vez identificado el grupo tarrnacóforo de estos cornpuestos, una segunda etapa en nuestras investigaciones fue realizar la búsqueda de nuevas estructuras que pudieran tener efecto citoprotector gistrico. De este modo encontramos actividad citoprotectora en otro tipo de estructuras tales como: derivados de limo- neno 9, constituyentes minoritarios de Artemisia douglusiana 10 y también en algu- nas olefinas electrofílicas de estructuras muy siri~ples 11 (Tabla 2).

U11 resultado particularmente interesante fue la importante actividad citoprotectora encontrada en compuestos estructuralmente muy simples tales como a-nie- tilen-y-butirolactona (XVII), 2-ciclopenten-1-ona (XVIII), 5,6-dihidro-2H-piran-2- ona (XIX), aldehido 1 (>M) y aldehido 2 (XXI). Estos resultados nos perniitieron demostrar que el esqueleto guaianólido y!o pseudoguaianólido presente en las lactonas sesquiterpénicas no es imprescindible para producir citoprotección. S i n

Compuesto Efeao

Estnichua Citoproteaor S.M.V.W. Compuesto Efecto

Estructura CitOOrotector S.M.V.W.

3-metil-2-

3-P-hidroxi- ciclopenten-l -ona 'Q 4 3 0 1 0 5 0 3 07

carvotagenona 3 6 0 1 0 4 9 6 25 ( X I I )

PH

5,6-dihidro-4-hidroxi-6- 4 6 6 ~ 0 5 7 4 06

3-p-acetoxi- metil-2H-piran-2-ona carvotagenona I 5 0 + 0 5 5 6 23 (XXlil)

(MV) acido 3-furan- A""'"'

y-" 3-a-acetoxi-

cawotagenona 1 S O i 0 5 5 6 20 (XW)

a-metilen-y- butirolactona 0 2 5 i 0 0 0 1 7 37

(XMI)

2-ciclopenten- l-ona 1 3 0 1 0 4 0 5 40 (XVIII)

aldehido 1 (XX)

aldehido 2 ( n i )

acrilico (XXIV)

ac~do cinamico c>wH 5 O0 1 0 01 4 84 (XXV)

cinamaldehido (XXVI)

metilcinamato (@xaC- 2 9 0 1 0 0 1 4 90 (XXWI)

dimetilacrilato (CH,),C=CHCOOCH, 4 5 0 * 0 8 0 3 O8 (XXVIIII

ácido tiglico CH,CH=C(CH,)COOH 5 00 1 0 001 5 06 (XXIX)

ácido angélico (=x)

metiltiglato ( x x w

metilangelato (XXxri) etiltiglato (Xxx i i i )

aldehido tiglico (XXXIV) etilacrilato CH,=CHCOOCH2CH, 4 30 1 0 40 7 31 (XXXV)

propenenitrilo CHI=CH-C-N 3 5 0 + 0 5 0 7 39 (XXXVI)

metacrilato de metilo CH,=C(CH,)COOCH, 4 80 1 O 30 7 39 (XXXVIII

w Tabia 2. Efecto Citoprotector y Superficies Moleculares d e van de r Waals ( S M W . w m

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embargo, no podernos descartar que esta parte de la estructura de las moléculas puedan cumplir algún rol en la fase farmacocinética del proceso, sobre todo por- que en general la toxicidad encontrada en las olefinas electrofílicas es muy alta si se la compara con la de dehidroleucodina (1).

Los resultados anteriormente mencionados fueron obtenidos en un estudio miiy reciente en el cual se evaluaron numerosos compuestos de estructuras sini- ples, algunos de los cuales pueden actuar como aceptores nucleofílicos 1 1 , En este estudio, adeniás de aspectos conformacionales y electrónicos, se incluyó el análi- sis de los tamaños de las superficies rnoleculares de van der Waals (SMVW) de los centros potencialmente reactivos, cuyos valores pueden ser utilizados como un ín- dice de la accesibilidad molecular. Estos cálculos de SMVW se realizaron utilizando un método de cálculo analítico que ha sido recientemente desarrollado por nuestro grupo de trabajo 25.

Observando los valores de S L W obtenidos para los compuestos de la Tabla 2 resulta evidente que una alta accesibilidad molecular (un valor elevado de SMW) sería esencial para la citoprotección, ya que aquellas moléculas que tienen valores de SMVW menores a 5 fueron niuy poco activas o inactivas. Sin embargo, sobre la base de factores estéricos no podemos explicar porqué a-metilen-y-butirolactona (XVII) es activo mientras etilacrilato (XXXV) no lo es, a pesar de la similitud de sus estructuras. Resulta evidente que los parámetros estéricos no son apli- cables a aquellos casos en los cuales cálculos de SMVW indican una adecuada accesibilidad molecular, como por ejemplo, los compuestos XXXV, XXXVI y XXXVII. Los cálciilos teóricos (AMI y a b itzitio 3-21G) predicen que el ordenaniiento espacial preferido (conformaciones de menor energía) para los compuestos no cíclicos son coiiforriiaciones extendidas o parcialmente extendidas. Estas formas presentan una disposición espacial y forma molecular que es diferente a la adoptada por las moleculas cíclicas. Por otro lado, debería notarse que todos los compuestos no-cí- clicos fueron inactivos. Sobre la base de estos resultados podríamos pensar en un nuevo requerimiento estructural para la actividad citoprotectora gástrica de estos compuestos, que es que el aceptor electrofílico debe estar incluido en una estructura cíclica o al menos muy próximo a un sistenia cíclico (probableniente debido a razones hidrofóbicas).

Sobre la base de estos resultados se puede concluir que la presencia de un sistema carbonilo u,B-insaturado parece ser un requerimiento estructural necesario pero no suficiente para producir citoprotección. Además, nuestros resultados sos- tienen importantes hechos vinculando estructura química con efecto citoprotector. Primero una adecuada accesibilidad molecular parece ser necesaria para producir la respuesta biológica y el segundo es que cuando el sistema a#-insatiirado está incluido en una estructura cíclica da lugar a los agentes citoprotectores más poten- tes. En realidad este resultado no es sorprendente, ya que en general los derivados cíclicos (conlo por ejeniplo cicloalquenonas) son niás reactivos que sus con- trapartes acíclicas (conio es el caso de las alquenonas no cíclicas 26).

UN POSIBLE MECANISMO DE ACCIÓN A NIVEL MOLEC~TLAR

Con el objeto de corroborar si una reacción de adición nucleofílica sería el rnecanisnio de acción niolecular de estos compuestos, recientemente realizamos un estiidio, utilizando cálculos ab inztzo 6-31G*, en el cual se evaluó la reacción entre MeSH con a-rnetileri-y-butirolactona (XVII) y 2-ciclopenten-1-ona (XVIII) 12.

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Estos estudios nos han perniitido encontrar la formación de los respectivos estados de transición ET, y E'Tz (Figuras 5a y 5b). Estas estructuras tienen las caracte- rísticas de verdaderos estados de transición, con un único valor negativo en la ma- triz del Hessiano de constantes de fuerzas.

Figura 5. Perfil de energía moswarido la coordenada de reacci61i para. a) compuesto m71 + HS-CI1.3 -+ [Aducto 11. b) compuesto X\ilII + IIS-CH3 -+ [Aducto 21.

Observando ciertas diferencias apreciables en los pará~netros geométricos de ambos estados de transición, como por ejemplo las longitudes de enlace S-C.,,, S- H,,, C,-H,, y los ángulos de enlace H,,-S-C,, y S-C,,-C3 en el ET, (Figura 6) y sus equivalerites S-C4, S-H,,, C,-FiI5, H,,-S-C, y S-C4-C, para el E'T, (Figura 71, es posible obtener interesantes conclusiories. Los resultados ub inztio sugieren claramente mecanismos diferentes para las interacciones entre MeSH con los compuestos XVIl y XVIII, respectivamente. Mientras para XVlI sugieren ~ i r i ataque nucleofílico di- recto sobre el doble enlace carbono-carbono, para ei conipuesto W I I I el ~necanis- nio es llevado de concertatio a s&uencial. En este último caso, el ataque del al- qiiiltiol ocurriría conio tina adición en dos etapas consecutivas; la primera involu- crando el ataque del M,, nl 310mo de C,, mientras que la segunda sería el aiaqiie del S sobre el C..i. . ..

Es interes:intii irc.ili!.r- ! i : i i . :.::.! ! i!iitLrciici:! SI el mecani:;nic! puecic- scr :c~;i1:3:!ri

corno uri indicador de la respuesta biológica de XVlI y XVIII, pcrriiiriendo explicar el notable mayor efecto citoprotcctor tie XVII con respecto a ' (VII I . El buen acuerdo entre los resultacio.; ah ~nitio y los hallazgos experimentales ponen de mani- fiesto el poder discriniin:inte cic- las propiedades moleculares y dan un soporte muy importante a nuestra fiipiilesis, que propone una adición nucleofílica colno riiecanisrno molecular pasa estos coriipuestos que tienen un sistema a$-insri~urado con una funcionalidaci c-,;ri)o!ii!c>

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Figura 6. Vista espacial del estado de transición Figura 7. Vista espacial del estado de transición ET1 de a-metilen-y-butirolactona (XVIIj interac- ET2 de 2-ciclopenten-1-ona (XVIII) interactiian- tuando con HS-CH3. Los principales ~aramáme- do con HS-CH3. Los principale: paramametros tros estructurales son: S-Cll = 1.861 A; S-H15 = estructurales son: SIC3 = 2.705 A; S-H15 = 1.783 1.443 A; C3-H15 = 1.809 A; H15-S-Cl1 = 76.3'; S- A; C3-H15 = 1.274 A; Hi5-S-Cq= 48.7'; S-C4-C3= Cll-C3 = 100.4". 79.3;.

Los resultados aquí presentados muestran claramente la importancia que tienen los estudios de correlación estructura-actividad, ya que los mismos nos han permitido explicar la actividad citoprotectora de lactonas sesquiterpénicas, determinando cuáles son los mínimos requisitos estructurales para producir la respuesta biológica. Gracias a esto último ha sido posible encontrar nuevos agentes citoprotectores en otras familias de compuestos. Por otro lado, el estudio del mecanismo de acción a nivel molecular nos ha permitido establecer las bases para una corre- lación estructura-reactividad con respecto a las adiciones nucleofílicas que ten- drían lugar en la serie. Este criterio discriminante de reactividad, que está directamente ligado a las propiedades de las moléculas y basado en claras hipótesis rne- canísticas, serviría como punto de partida para predecir la habilidad que tendrían compuestos relacionados estructuralmente que aún no han sido probados y que podrían desarrollar efectos citoprotectores similares.

Qufmica y Productos Naturales

Todos los productos naturales enipleados en el presente estudio han sido aislados y caracterizados como se detalla en las referencias 6 (compuestos 1, 11, VII, VI11 y XI) y 10 (compuestos XIlI y XV). Los detalles experimentales realizados para obtener el resto de los conipuestos aquí reportados se pueden obtener a partir de las referencias 7 (compuestos 111, IV, V, VI, IX, X y XII), 9 (compuestos XX y XXI), 10 (compuestos XIV y XVI) y 11 (compuestos XVII, XVIII, XIX, XXII al XXX- VII).

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Inducción de las Lesiones Gdstricas

Las lesiones gástricas fueron producidas siguiendo el método de Robert el al. 27. El grado de erosión en la porción glandular del estó~ilago fue cuantificado de acuerdo a la escala diseñada por Marazzi-Uberti y Tiirba 28, conlo sigue: 0. sin erosiones; 1, 1-3 erosiones pequeñas (4 rnm de diá~iietro o ineiior); 2, niás de 3 erosiones pequeñas o 1 erosión grande; 3, 1 erosión grande y más de 3 erosiones pequeñas; 4, 3-4 erosiones grandes; 5 , niás erosiones grandes o perforación uice- rosa. Los resultados fueron expresados como un factor ulcerogénico obtenido como la gravedad promedio de las erosiones por rata y por cada griipo en una escala dc O a 5. La suma de esos valores fue dividida por el núniero de ariiniales.

En la referencia 6 se reporta en forma detallada el ensayo de inducción de las lesiones gástricas.

Méto&s de calculo ulilizaáos

Los cálculos de interacciones tnoleculares se realizaron utilizando un potencial átonio-átomo etnpírico desarrollado por nuestro grupo de trabajo. Una expli- cación detallada de este método de cálculo puede obtenerse en las referencias 7 y 18. Un estudio co~ilparativo de la utilización de este método siriiple con c5lculos semierilpíricos y ab itzitio fue recientemente reportada en la bibliografia 72.

Los cálculos semienipíricos se realizaron utilizando las aproxiniaciones MN- »O 29 y AMI 30? tal como está irnplernentada en el programa MOPAC en su ver- sión 6.0 31.

Todos ¡os cálculos a b initio aquí presentados se realizaron ernpleandc los programas MONSTERGAUSS 32, utilizando la base 3-21G y GAIJSSIAN 94 35, uti!i- zando el grupo de base 6-31G'. Con el objeto de obtener resultados confiables se realizaron optiniizaciones de todos los pará~netros estriictiirales tanto a nivel se- riiieinpírico cotiio ub iriitio.

El cálculo de potenciales electrostáticos ~noleculares (I>EM)lti, 1 5 , se realizó a partir de funciones de onda AMI, utilizando el progranla SPARTAN -+A 1.0s PEMs se calc~laron a 2 A por encima del plano del aniilo cicloheptano, teniendo en cuenta las sugerencias de Pullman 35.36.

El ~nétodo urilizado para el cálculo de 5reas accesibles ha sido desarrollado por nuestro griipo de trabajo. En la referencia 11 se reporta una versión r i i i i ~ ~ i-csu- mida del método de cálculo, mientras que en la referencia 25 se reporta en forma detallada dicho rnétodo.

Agraúecincfentos. Agradecernos a los »res. O. S. Giordario (iirea de Quúrii<:a (3rgánjc:i) y J . A.~;uz- m511 (Area de Farrnacología) de la Llniversidad Nacional de Can I.ciis. en donde se realizaron la ob- tención, purificaciori y síntesis, co~iio así tambikn los ensayos biológicos de ios compuestos reprta- dos en este trabajo. Este trabajo ha sido financiado p r la L'nivcrsidad Nacional de San L.uis. El Dr. R.D. Eririz y la Dra. rl.hI. Rodríguez son respectivariiente rnienihro dc, la Carrera del Investigador Científico y becaria posdoctoral del CONICET [Argentinaj.

l . Lee, K.M., E.C. Mar, C.O. Stasnes. S.A. El Gabaly, 'T.(; Wadclell, K . I . Hadgr;ifi, C.G.Ruffner & 1. Wreidnes (1977) Scierrcc 196: 533-5

2. Hanson, K.L.. F1 A. L;irdy & S.M. Kupdian ( 1070, SCierlce 168: 578-80 3. Amarson. J .T. , M.B. Isniari, R.J. P1.iiloge1ie cY. T.G. Waddell (1987) ,l. ,Vat. IJro-od. 50.

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Enriz, R.D., A.M. Rodríguez & E.A. Jáuregui

Rodríguez, E., G.H. Towers &J.C. Mitchell(1976) Phytochemistry 15:1573-6 Rodríguez, E. (1977) Rev. Lati?.ioamer. Quínz. 8: 56-8 Giordano, O.S., E. Guerreiro, M.J. Pestchanker, J. Guzmán, D. Pastor & T. Guardia (1990) J. Nat. Pmd. 53: 803-6 Giordano, O.S., M.J. Pestchanker, E. Guerreiro, J.R. Saad, R.D. Enriz, A.M. Rodríguez, E.A. Jáuregui, J. Guzmán, A.O. María & G. Wendel (192) J. Med. Chem. 35: 2452-8 Enriz, R.D., A.M. Rodríguez, E.A. Jáuregui, M.J. Pestchanker, O.S. Giordano &J . Guz- mán (1994) Drug Des. Discouey 11: 23-8 Rodríguez, A.M., R.D. Enriz, E.A. Jaúregui, M.J. Pestchanker, 0 . S Giordano & J. Guz- mán (1994) An. Asoc. Quím. Algent. 82: 399-414 Guerreiro, E., E.E. García, M.J. Pestchanker, R.D. Enriz, A.M. Rodríguez, A. María & G. Wendel (1995) Nat. Pmd. Lett. 6: 269-80 Rodríguez, A.M., R.D. Enriz, L.N. Santagata, E.A. Jaúregui, M.J Pestchanker & O.S. Giordano (1997) J. Med. Chem. 40: 1827-34 Enriz, R D., A.M. Rodríguez, E.A. Jáuregui & F. Tomás-Vert.(resul~ados no publicados) Enriz, R.D., A.M. Rodríguez, H.A. Baldoni, F.D. Suvire, F.A. Giannini, M.A. Zamora & E.A. Jáuregui (1996) International Symposium on neoretical and Experimental As- pects ofprotein Folding. San Luis, Argentina. Abstr. No 7 Scrocco, E. & J. Tomasi (1973) "Topics in Current Chemistry, Neui Concepts Ii, No 42". Springer-Verlag, Berlín Politzer, P. & D.G. Truhlar (1981) "Chemical Applications of Atomic a?zd Molecular Electrostatic Potentials" (P. Politzer & D.G.Truhlar, eds.) Plenum., New Yosk, págs 1- 15 Szabo, S., J.S. Trier & P.W. Frankel (1981) Science 214: 200-2 Boyd, S.C., A. Sasame & M.R. Boyd (1979) Science205: 1010-3 Enriz, R D. & E.A. Jáuregui (1991) An Asoc. Quím. Algent. 79 (1): 41-52 Enriz, R D., G.M. Ciuffo & E.A. Jáuregui (1991) J. Mol. Struct. (Theochem) 226: 327-38 Enriz, R D., M.R. Estrada, E.A. Jáuregui, C.A. Ponce & F. Tomás-Vert (1993) J. Mol. Struct. (Theochem) 280: 5- 15 Enriz, R D., H.A. Baldoni, E.A. Jáuregui, M.E. Sosa, C.E. Tonn & O.S. Giordano (1994) J. Agric. Food. Chem. 42: 2958-69 Suvire, F.D., R.D. Enriz & E.A. Jáuregui (1995) Acta Famn. Bonaerense 14: 237-47 Baldoni, H.A., R.D. Enriz, E.A. Jáuregui & I.G. Csizmadia (196) J. Mol. Struct. (Theo- chem) 363: 167-78 (a) Shenhav, H., Z. Rappoport & S. Patai (1970) J. Chem. Soc. B: 469-76 (b) Friedman, M. & J.A. Romersberger (1968) .J. 0%. Chem. 33: 1549 Santagata, L., J. Luco & R.D. Enriz (1996) An. ASOC. Quím. Algent. 84: 573-84 Perlmutter, P. (192) "Conjugate Additiorz Reactions in Organic Synthesis" 0.E. Bald- win & P.D. Magnus, eds.) Pergamon Press, Vol 9, págs 1-61 Robert, A,, J.E. Nezomis, C. Lancaster 8 A.J. Hanchar (1779) Ga~troenterology. 77: 433-43 Marazzi-Uberti, E. & C. Turba (1984) Anneinz-Fomch. 34: 48 -73 Dewar, M.S. & W. Thiel (1977) -J. Am. Chem. Soc. 99: 4899 Dewar, M.S., E.G. Zoebisch, E.F. Healy & J.P. Stewart (1985) J. Anz.Chem. Soc. 107: 3902-9 Stewart, J.J.P (1990) "MOPAC 6.0 Manual: A Semienlpirical Molecular Orbital Pm- gram", 6th ed., F.J. Seiler Research Laboratory, United States Air Force Academy: Boulder, CO. Peterson, M.R. 62 R.A. Poirier (1991) '%~OIVSERGAC~S Pmgram ". I;NZ( Version. Uni- versity of Toronto, Ontario Gaussian 94, M.J. Frisch y colab., Gaussian, Inc., Pittsburgh PA (1995') SPARTAN version 4.0. Wavefunctiori, Inc.: Inrine, CA, USA (195) Pullman, R.. A. Goldbluiri S: 13. Besthod (1977i Hiochem. Biophys. Res. Commun. 77: 1166-c) Goldblum, A. S: B. Pullnian (1978) Iheor. Q~im. Acta 47: 345-57

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